一种用选铜提铁后的水淬铜尾渣生产加气混凝土的方法

摘要

提供一种用选铜提铁后的水淬铜尾渣生产加气混凝土的方法,工作流程为：1.原料破碎磨细→2.制浆→3.配料搅拌→4.浇注→5.静停发气→6.切割→7.蒸压养护→8.出釜包装；铜冶炼厂的水淬铜渣经过浮选工艺二次选铜，再经过回转窑高温还原培烧工艺后磁选提铁得到铜尾渣矿浆，输送来的尾渣矿浆无需脱水、磨细处理工艺直接与硅砂砂浆、石灰浆、水泥按重量百分比输送入搅拌罐中混合搅拌，其重量百分比为：铜尾渣35-40％，硅砂45-50％，石灰10-15％，水泥3-5％，浓度在55-60％范围内；养护条件：压力1.3MPa，温度180-200℃，时间8h；其优点是：缓解铜渣堆积造成的环境污染问题，生产的加气混凝土砌块符合标准要求，生产成本低，产品干燥收缩值小，实现了资源的综合利用和节能减排。

说明书

技术领域：

本发明涉及固体废弃物处理利用方法技术领域，特别是涉及一种 用选铜提铁后的水淬铜尾渣生产加气混凝土的方法。本发明涉及有色 冶炼渣综合利用及建筑材料技术领域，特别是涉及一种用火法冶炼后 水淬冷却的铜渣二次选铜提铁后的尾渣生产加气混凝土的生产方法。

背景技术：

随着经济、社会的发展，铜产量和铜消耗量不断增加，同时，在 生产冶炼各种铜产品的过程中，会排放大量的铜渣。我国的铜渣主要 为火法熔炼渣，每年产出150万t以上，目前累计达2500多万t，此 外还有相当数量的转炉渣和湿法炼铜浸出渣。铜冶炼产生的冶炼渣中 一般含有Cu、Fe、SiO₂、S，还有一定量的Pb、Zn等，大量废铜渣的 堆积，一方面会使渣中的重金属渗入土壤和地下水中，造成生态和环 境污染，另一方面，铜冶炼产生的废铜渣中Cu含量约0.5％以上，铁 含量达40％，在铜矿和铁矿资源日趋减少的情况下也是对可再利用资 源的一种浪费。目前针对火法冶炼后的缓冷铜渣二次回收有价金属及 尾渣用于水泥制造工业的研究已较多，但对于急冷水淬铜渣回收利用 的研究工作展开的较少，其主要原因是浮选回收率较低，仅为40％～ 50％左右，致使后期尾渣利用难度加大。高温炉渣在水淬过程中会使 炉渣形成非晶质结构，而且铜矿物结晶粒度细而分散，且嵌布在呈树 状或针状的其它矿物中，会阻止晶粒析出和迁移聚集，从而阻止析出 的铜相粒子的长大，即使细磨也很难使大部分单体铜粒子同脉石解 离，致使炉渣中的铜、铁等金属回收率低，从而给铜尾渣用于生产建 材产品带来一定的影响。随着建筑物向高层、大跨方向发展，建筑材 料的自重也越来越受到人们的关注。加气混凝土作为一种轻质多孔材 料，在屋面、非承重墙及热力管道的保温层中发挥着重要作用。目前 我国正处于墙体材料改革时期，国家墙改政策规定到2015年新型墙 体材料占墙体材料总量的55％左右，省会城市要达到75％以上。由 于墙材改革的需要和加气混凝土制品所具有的优点，利用工业废料生 产加气混凝土势必是墙体材料发展的重点。目前绝大多数加气混凝土 胶凝材料采用的是水泥和粉煤灰，加气混凝土是一种大水灰比混凝 土，水泥完全水化后砌块制品干缩大，用超细工业废渣矿物掺合料代 替部分水泥，可以弥补加气混凝土干缩大的缺点。

发明内容：

本发明的目的是克服现有技术中存在的火法冶炼后的水淬铜渣 经过二次选铜提铁后尾渣的利用难度大以及用作建材产品中利用量 小，产品附加值低等问题，直接利用二次选铜提铁后的铜尾渣矿浆， 免除脱水磨细环节，配以硅砂共同作为加气混凝土的硅质材料，同时 添加石灰、水泥等钙质材料，通过铝粉进行化学发气，提供一种用选 铜提铁后的水淬铜尾渣生产加气混凝土的方法。

本发明的技术解决方案是提供一种用选铜提铁后的水淬铜尾渣 生产加气混凝土的方法，其特征是：按照“1.原料破碎磨细→2.制浆 →3.配料搅拌→4.浇注→5.静停发气→6.切割→7.蒸压养护→8.出釜 包装”的工艺流程，可生产出满足《GB11968-2006蒸压加气混凝土 砌块》要求的加气混凝土砌块，具体的工艺流程如下：

1)原料破碎磨细-制浆：将铜冶炼厂堆积的水淬铜渣经过浮选 工艺二次选铜，再经过回转窑高温还原培烧工艺磁选提铁后，将输送 来的铜尾渣矿浆直接打入制浆罐，无需脱水、磨细处理工艺；将石灰 经过破碎粉磨后制成石灰浆；2-4mm的硅砂输送至砂浆罐制成砂浆；

2)配料：将铜尾渣、硅砂、石灰、水泥按重量百分比输送入 搅拌罐中混合，其重量百分比为：铜尾渣35-40％，硅砂45-50％，石 灰10-15％，水泥3-5％，调整料浆浓度使之最终浓度在55-60％范围 内；

3)搅拌：搅拌过程中计量加入发气铝粉，加入后快速搅拌2min；

4)浇注-静停发气：将料浆浇注入预先刷油的模具内，浇筑完 毕后用刮泡装置抚平浆液表面突出的泡沫，结束后将模具移至静养 室，在40-45℃的温度下静停发气；

5)切割：发气完成后，待坯体具有一定硬度时对其进行切割， 先进行横向切割再进行纵向切割，切割后放置在翻转台上进行去皮；

6)蒸压养护：切割工艺后将坯体推入蒸压釜内进行蒸压养护， 养护条件：压力1.3MPa，温度180-200℃，时间8h；

7)出釜包装：出釜后露天放置12h后可包装运输。

2、如权利要求1所述一种用选铜提铁后的水淬铜尾渣生产加气 混凝土的方法，其特征在于：铜尾渣成分要求为：TFe(全铁)为8‐9％， Cu为0.01‐0.15％，SiO₂为45‐50％，CaO为28‐30％，Al₂O₃为3.0‐3.4％， S为0.01‐0.4％，C含量0.001％‐2％；铜尾渣粒度小于74μm(200目) 占90％以上；选铜提铁后铜尾渣矿浆浓度通常保持在50-60％；石灰经 过破碎粉磨至200目占95％以上输送入石灰浆罐制浆；选用粒度为 2‐4mm的硅砂，无需任何处理工艺直接制成砂浆。

3、如权利要求1所述一种用选铜提铁后的水淬铜尾渣生产加气 混凝土的方法，其特征在于：所述水泥为42.5R普通硅酸盐水泥，其 质量符合GB/T21372-2008标准；所述石灰为活性CaO65％左右、MgO ＜6％，烧失量≤8％，细度0.08mm方孔筛筛余12％～15％，消解时间12min, 消解温度可达65℃；所述铝粉为亲水性铝粉，其活性Al含量≥90％， 细度0.08mm方孔筛筛余≤3.0％，发气率≥80％，发气时间≤20min, 亲水性≤20s。

4、如权利要求1所述的一种用选铜提铁后的水淬铜尾渣生产 加气混凝土的方法，其特征在于：原料按重量百分比计量加入后，搅 拌过程中罐内通入100℃以上饱和蒸汽，待罐内料浆温度达到55-60 ℃后，计量加入占混合物料总重0.6‰-0.8‰的发气铝粉并快速搅拌 2min后进行浇注。

本发明的有益效果是：首次将二次选铜提铁后的水淬铜尾渣应用 于加气混凝土生产中，一方面最大限度的缓解了铜渣的堆积造成的占 用土地，污染环境等问题，另一方面极大提升了水淬铜渣的利用附加 值，相较于其它尾渣建材产品，加气混凝土的运输半径大，市场需求 量大，将铜渣作为原材料可极大降低产品成本，为企业创造更多利润 空间。铜渣含有大量的硅酸盐、橄榄石矿物，这些具有火山灰特性矿 物材料的引入使制品的干收缩值大幅度降低，提高了制品的最终强 度，生产的加气混凝土砌块符合标准《GB11968-2006蒸压加气混凝 土砌块》要求，生产成本低，实现了资源的综合利用和节能减排。

附图说明：

图1为本发明实施例一种用选铜提铁后的水淬铜尾渣生产加气 混凝土的方法工艺流程示意图。

附图中；1.原料破碎磨细；2.制浆；3.配料搅拌；4.浇注；5.静停 发气；6.切割；7.蒸压养护；8.出釜包装

具体实施方法：

下面结合附图对本发明实施例作进一步详细说明：如图1所示的 一种用选铜提铁后的水淬铜尾渣生产加气混凝土的方法，其工艺流程 为：1.原料破碎磨细→2.制浆→3.配料搅拌→4.浇注→5.静停发气→ 6.切割→7.蒸压养护→8.出釜包装，其工艺流程各项要求如下：

1、对铜渣的要求：将铜冶炼厂堆积的水淬铜渣经过浮选工艺二 次选铜，经过回转窑高温还原培烧工艺磁选提铁后，剩余的尾渣成分 要求为：TFe(全铁)为8‐9％，Cu为0.12‐0.15％，SiO₂为45‐50％，CaO 为28‐30％，Al₂O₃为3.0‐3.4％，S为0.3‐0.4％，C含量≤2％；铜尾渣粒 度小于74μm(200目)占90％以上；提铁后铜尾渣矿浆浓度通常保 持在50-60％，输送来的铜渣矿浆可直接打入制浆罐，无需脱水处理 工艺。

对石灰的要求：将石灰经过破碎粉磨至200目占95％以上输送入 石灰浆罐制浆；

对硅砂的要求：选用粒度为2‐4mm的普通硅砂，无需任何处理 工艺直接制成砂浆。

2、将铜渣、硅砂、石灰、水泥按重量百分比输送入搅拌罐中混 合搅拌，其重量百分比为：铜渣35‐40％，硅砂45‐50％，石灰10‐15％， 水泥3‐5％，调整料浆浓度使之最终浓度在55‐60％范围内。

搅拌过程中罐内通入100℃以上饱和蒸汽，待罐内料浆温度达到 55‐60℃后，计量加入占混合物料总重0.6‰-0.8‰的发气铝粉并快速 搅拌2min。

3、将料浆浇注入预先刷油的模具内，浇筑完毕后用刮泡装置抚 平浆液表面突出的泡沫，结束后将模具移至静养室，在40-45℃的温 度下静停发气。

4、发气完成后，待坯体具有一定硬度时对其进行切割，先进行 横向切割再进行纵向切割，切割后放置在翻转台上进行去皮。

5、切割工艺后将坯体推入蒸压釜内进行蒸压养护，养护条件： 压力1.3MPa，温度180‐200℃，时间8h。

6、出釜后露天放置12h后可包装运输。

实例1

1、将铜冶炼厂堆积的水淬铜渣经过浮选工艺二次选铜，经过回 转窑高温还原培烧工艺磁选提铁后，剩余的尾渣成分要求为：TFe(全 铁)为8％，Cu为0.07％，SiO₂为45％，CaO为30％，Al₂O₃为3.4％，S 为0.1％，C含量为1％；铜尾渣粒度小于74μm(200目)占95％；提 铁后铜尾渣矿浆浓度通常保持在60％，将输送来的铜渣矿浆可直接打 入制浆罐；将石灰经过破碎粉磨至200目占95％后输送入石灰浆罐制 浆；选用粒度为3mm的硅砂，无需任何处理工艺直接制成砂浆。

2、将铜渣、硅砂、石灰、水泥按重量百分比输送入搅拌罐中混 合搅拌，其重量百分比为：铜渣40％，硅砂45％，石灰12％，水泥 3％，调整料浆浓度使之最终浓度在60％。

3、搅拌过程中罐内通入100℃以上饱和蒸汽，待罐内料浆温度 达到55℃后，计量加入占混合物料总重0.7‰的发气铝粉并快速搅拌 2min。

4、将料浆浇注入预先刷油的模具内，浇筑完毕后用刮泡装置抚 平浆液表面突出的泡沫，结束后将模具移至静养室，在40-45℃的温 度下静停发气。

5、发气完成后，待坯体具有一定硬度时对其进行切割，先进行 横向切割再进行纵向切割，切割后放置在翻转台上进行去皮。

6、切割工艺后将坯体推入蒸压釜内进行蒸压养护，养护条件： 压力1.3MPa，温度180‐200℃，时间8h。出釜后露天放置12h后可 包装运输。

7、所述水泥为42.5R普通硅酸盐水泥，其质量符合 GB/T21372-2008标准；所述石灰为活性CaO65％左右、MgO＜6％，烧失 量≤8％，细度0.08mm方孔筛筛余12％～15％，消解时间12min,消解温 度可达65℃；所述铝粉为亲水性铝粉，其活性Al含量≥90％，细度 0.08mm方孔筛筛余≤3.0％，发气率≥80％，发气时间≤20min,亲水性 ≤20s。

8、按照上述实例得到的10cm×10cm×10cm的泡沫混凝土砌块各 项性能指标如表1

表1砌块性能指标

9、通过表1可以看出，按照上述实例生产的加气混凝土砌块的 各项性能指标均达到《GB11968-2006蒸压加气混凝土砌块》标准中 B06优等品砌块的标准。

实例2：

1、将铜冶炼厂堆积的水淬铜渣经过浮选工艺二次选铜，经过回 转窑高温还原培烧工艺磁选提铁后，剩余的尾渣成分要求为：TFe(全 铁)为9％，Cu为0.05％，SiO₂为48％，CaO为30％，Al₂O₃为3.3％，S 为0.1％，C含量1％；铜尾渣粒度小于74μm(200目)占90％；提铁 后铜尾渣矿浆浓度通常保持在55％，输送来的铜渣矿浆可直接打入制 浆罐，无需脱水处理工艺；将石灰经过常规破碎粉磨至200目占95％ 以上输送入石灰浆罐制浆；选用粒度为2‐4mm的普通硅砂，无需任 何处理工艺直接制成砂浆。

2、将铜渣、硅砂、石灰、水泥按重量百分比输送入搅拌罐中混 合搅拌，其重量百分比为：铜渣35％，硅砂45％，石灰15％，水泥 5％，调整料浆浓度使之最终浓度在55％。

3、搅拌过程中罐内通入100℃以上饱和蒸汽，待罐内料浆温度 达到60℃后，计量加入占混合物料总重8‰的发气铝粉并快速搅拌 2min。

4、将料浆浇注入预先刷油的模具内，浇筑完毕后用刮泡装置抚 平浆液表面突出的泡沫，结束后将模具移至静养室，在40-45℃的温 度下静停发气。

5、发气完成后，待坯体具有一定硬度时对其进行切割，先进行 横向切割再进行纵向切割，切割后放置在翻转台上进行去皮。

6、切割工艺后将坯体推入蒸压釜内进行蒸压养护，养护条件： 压力1.3MPa，温度180‐200℃，时间8h；出釜后露天放置12h后可 包装运输。

7、所述水泥为42.5R普通硅酸盐水泥，其质量符合 GB/T21372-2008标准；所述石灰为活性CaO65％左右、MgO＜6％，烧失 量≤8％，细度0.08mm方孔筛筛余12％～15％，消解时间12min,消解温 度可达65℃；所述铝粉为亲水性铝粉，其活性Al含量≥90％，细度 0.08mm方孔筛筛余≤3.0％，发气率≥80％，发气时间≤20min,亲水性 ≤20s。

8、按照上述实例得到的10cm×10cm×10cm的泡沫混凝土砌块各 项性能指标如表2

表2砌块性能指标

9、通过表2可以看出，按照上述实例生产的加气混凝土砌块的 各项性能指标均达到《GB11968-2006蒸压加气混凝土砌块》标准中 B05优等品砌块的标准。